Najważniejsza jest szczelność połączenia wysokiego ciśnienia w układzie Common Rail – przewody, rurki, złączki, króćce paliwa

Szczelność połączenia wysokiego ciśnienia w układzie Common Rail jest niezwykle istotna dla prawidłowego działania systemu wtrysku paliwa. W układzie Common Rail paliwo jest przechowywane pod bardzo wysokim ciśnieniem i jest dostarczane do wtryskiwaczy za pomocą specjalnej rury zwanej "szyną wspólną" (common rail). W celu zapewnienia szczelności połączeń wysokiego ciśnienia w układzie Common Rail, ważne jest regularne sprawdzanie stanu i konserwacja wszystkich elementów, takich jak połączenia w szynie wspólnej, wtryskiwacze i pompa wysokiego ciśnienia. Jeśli zostaną zauważone nieszczelności, należy je jak najszybciej naprawić lub wymienić uszkodzone elementy, aby zapewnić prawidłowe działanie układu.

1. Zadaniem przewodów paliwowych wysokociśnieniowych oraz ich złączom jest połączenie pompy wtryskowej z wtryskiwaczami. W przypadku układu wtryskowego CR pompa wysokiego ciśnienia jest połączona za pomocą tych przewodów z zasobnikiem paliwa, a następnie z zasobnika paliwa do wtryskiwaczy. W układach z pompowtryskiwaczami, przewody wysokiego ciśnienia nie występują w ogóle.

Celem stosowania złączeń w wysokociśnieniowych przewodach jest zapewnienie maksymalnej szczelności przy bardzo dużym ciśnieniu paliwa, panującym w przewodzie.
Złącza możemy podzielić na trzy rodzaje:
- stożek uszczelniający z nakrętką dociskową,
- rurowy króciec ciśnieniowy,
- trawersa.

Tego typu złącze stosowane jest we wszystkich układach wtryskowych, gdyż zaletami tego połączenia bez wątpienia są:
- łatwe dostosowanie do układu wtryskowego,
- możliwość wielokrotnego odkręcania i zakręcania,
- uformowanie stożka uszczelniającego z materiału podstawowego.
Na końcu przewodu wysokiego ciśnienia znajduje się spęczana z przewodu stożkowego końcówka uszczelniająca. Nakrętka dociskowa dociska końcówkę stożkową do króćca, co zapewnia szczelność połączenia. Niektóre połączenia mają dodatkowo podkładkę zaciskową, która rozkłada równomiernie docisk nakrętki dociskowej na powierzchni stożka uszczelniającego. Stożek uszczelniający nie może mieć żadnych przewężeń przekroju mogących zakłócić przepływ paliwa. Najczęściej są stosowane spęczane rurowe stożki uszczelniające.

Rurowe króćce ciśnieniowe są stosowane głównie w układach wtryskowych w ciężkich pojazdach użytkowych oraz w układach wtryskowych Common Rail. Dzięki ich zastosowaniu przewody paliwa nie muszą być prowadzone wokół głowicy cylindra do obsad wtryskiwaczy, co pozwala na znaczne skrócenie długości przewodów, oszczędność miejsca i ułatwienie montażu. Gwintowane złącze dociska króciec bezpośrednio do obsady wtryskiwacza lub wtryskiwacza. Króciec jest wyposażony w bezobsługowy filtr sztabkowy, który zatrzymuje większe zanieczyszczenia zawarte w paliwie. Na drugim końcu jest on połączony z przewodem wysokiego ciśnienia konwencjonalnym stożkowym złączem zaciskowym z nakrętką dociskową.

Czasami w niektórych układach wtryskowych występuje tak zwana trawersa, która nadaje się szczególnie w miejscach ograniczonych na złącza. Trawersa zawiera otwory dopływu i przelewu paliwa. Śruba dociska trawersę do obsady wtryskiwacza uszczelniając połączenie.

Przewody wysokiego ciśnienia muszą być odporne na ciśnienie paliwa oraz na względnie duże wahania tego ciśnienia. Wykonane są z precyzyjnych rur stalowych, bez szwu odlewanych. W zależności od wielkości pompy mają one różne wymiary. W trakcie prowadzenia przewodów unika się małych zagięć (promień gięcia nie może być mniejszy niż 50 mm). Parametry takie jak długość, grubość ścianki czy też przekrój czynny nie mają wpływu na przebieg wtrysku. Dla przykładu średnica wewnętrzna, ze względu na straty dławienia i efekt sprężania może mieć już wpływ na przebieg wtrysku. Prawidłowe wymiary muszą zostać nie naruszone podczas naprawy bądź obsługi silnika. Uszkodzone przewody wysokiego ciśnienia nie podlegają naprawie, lecz tylko i wyłącznie na nowe, oryginalne. W trakcie przeprowadzania wymiany przewodów należy zachować czystość wykonywanej pracy, by nie dopuścić do zanieczyszczenia układu wtryskowego. Konstruktorzy dążą do zmniejszania długości przewodów wysokiego ciśnienia, ponieważ im krótszy jest przewód tym lepszy jest przebieg wtrysku. W trakcie trwania wtrysku, w przewodzie powstaje fala ciśnienia, która rozchodzi się z prędkością dźwięku, odbijając się od końcówek przewodów. W układach wtryskowych CR następuje wzajemne oddziaływanie gęsto następujących po sobie wtrysków paliwa i fal ciśnienia podczas jednego cyklu pracy, w wyniku czego dawka wtrysku zasadniczego może ulec zmianie w zależności od dawki wtrysku wstępnego i odległości między kolejnymi wtryskami. Efekt ten jest kompensowany przez odpowiednie oprogramowanie, które ustala pola charakterystyk wtrysku. Przewody wysokiego ciśnienia mają taką samą długość do każdego cylindra silnika. Różnice odległości są kompensowane poprzez odpowiednie zagięcia tych przewodów. Wytrzymałość przewodów wysokiego ciśnienia zależy głównie od zastosowanych materiałów oraz chropowatości wewnętrznej części ścianki przewodu. W przypadku wysokich wymagań (ciśnienie na poziomie 140 MPa), przewody wysokiego ciśnienia poddaje się procesowi samoutwardzenia. Zanim dojdzie do zamocowania przewodu wysokiego ciśnienia, już odpowiednio wygiętego, poddaje się go działaniu bardzo wysokiego ciśnienia (380 MPa) na bardzo krótki okres czasu. Czynność ta ma na celu uszczelnić wewnętrzne ścianki przewodu a także zwiększyć wytrzymałość. W silnikach samochodów osobowych przewody wysokiego ciśnienia są zazwyczaj poprowadzone i przymocowane do listew zaciskowych, które są umieszczone w odpowiednich odległościach. Dzięki temu, drgania zewnętrzne nie są przenoszone na przewody w tak dużym stopniu. Przewody wysokiego ciśnienia stosowane na stanowiskach badawczych są jeszcze dokładniej wykonane niż te stosowane powszechnie w pojazdach.

Jakie są uszkodzenia przewodów w obwodzie wysokiego ciśnienia – kawitacja

Kawitacja może się przyczynić do uszkodzenia przewodu wysokiego ciśnienia. W czasie przepływu cieczy z wielką prędkością w zamkniętych przestrzeniach na przewężeniach lub zagięciach występują zmiany ciśnienia. Przy niekorzystnych warunkach przepływu, obszar ten może zostać poddany czasowo ograniczonemu podciśnieniu, gdzie powstają pęcherzyki pary. W następujących fazach nadciśnienia, pęcherzyki gazu ulegają implozji. W przypadku gdy pęcherzyk taki znajduje się blisko ścianki przewodu, duża gęstość energii może spowodować uszkodzenie tej ścianki. Uszkodzenia tego typu mają postać wżerów kawitacyjnych.
W układach wtryskowych może być wiele przyczyn tworzenia się takich obszarów podciśnienia, np.:
- procesy zmiany regulacji silnika,
- procesy zamykania zaworów,
- procesy pompowania przez ruchome szczeliny,
- fale podciśnienia w otworach i przewodach.
Zjawisko kawitacji można próbować tylko minimalizować poprzez stosowanie coraz to nowszych, wytrzymalszych materiałów.